几种矿物肥源的促释处理及其效果.pdf

华南农业大学 硕士学位论文 几种矿物肥源的促释处理及其效果 姓名张俊涛 申请学位级别硕士 专业土壤学 指导教师廖宗文 20080601 摘要 促释是与缓释反方向的一种控释技术，其作用对象不是水溶性高的化学肥料而 是水溶性甚低的几种矿物肥源 如轻烧氧化镁、镁石粉、硼泥、磷矿粉、钾长石等 。 本研究应用多种物理化学手段促进矿物肥源养分释放，使其与作物需求实现供求动 态平衡，从而获得较高肥效，具有明显的节资、节能作用。 促释材料 涮、鬻z 、鞠、疆、尉 由不同工农业废弃物制得，按一定配比，与 矿物肥源研磨混匀制成促释肥料，采用连续水浸提、土柱淋溶和盆栽试验的方法， 探讨促释肥料的养分动态释放特性、淋溶特性和肥效。本研究采用水浸提的方法也 初步研究了活化水对矿物肥源养分释放的影响，开拓物理促释的技术途径，通过化 学促释和物理促释的综合运用，为多种矿物肥源的促释提供科学依据。 连续水浸提结果表明，轻烧氧化镁、镁石粉、硼泥经供试的酬、程、评、埘 处理后，水溶性镁累积释放量均显著提高；印度磷矿粉经供试的涮、趿、邗、埘 处理后，水溶性磷累积释放量也均显著提高，增幅达1 5 3 ％、1 1 8 筠、1 0 3 ％、1 5 9 ％，南 非磷矿粉经供试的T F 、J M 处理后，水溶性磷累积释放量也均显著提高，增幅达1 6 7 ％、 1 2 7 ％。 土柱淋溶测定结果表明，轻烧氧化镁经供试的S M 、W Z 、T F 、J M 处理后，累积 镁淋溶量降低；镁石粉经S M 、仟、删处理后，累积镁淋溶量降低，经W Z 处理后， 累积镁淋溶量小幅增加，差异不显著；硼泥经铋、并Z 、释处理后，累积镁淋溶量 降低，经麟处理后，累积镁淋溶量增加，僵仍极显著低于硫酸镁，结合连续水浸 提试验结果分柝，说骧轻烧氧化镁、镁石粉、硼泥经供试的蹦、碍Z 、豫、埘处理 后养分释放速率均提高，但其养分释放不同于硫酸镁，具有防止养分淋失的特点。 轻烧氧化镁、镁石粉、硼泥经供试的J M 处理分别制成促释轻烧氧化镁 J M C 、 促释镁石粉 删 、促释硼泥 J M B 。大豆盆栽试验结果表明，J M C 、J M M 、J M B 处 理大豆叶片中镁含量、叶片叶绿素含量、大豆产量均比对应镁肥提高。 轻烧氧化镁、硼泥经供试的S 鬻、谨Z 、邗、喇处理分别铡威促释轻烧氧化镁 S 麓e 、 并z C 、罩F C 、删C 、促释硼泥 S 鸿、骖Z B 、T 飓、J 醚3 。玉米和芥菜连作盆栽试验结 果表明，S 溉、W z C 、T F C 、J 溉处理第l 茬玉米、第2 茬芥菜生物量均高于轻烧氧化 镁处理，并且s M C 、J M C 处理第l 茬玉米生物量高于硫酸镁处理，增幅达9 ．7 3 ％、 1 8 ．2 5 ％， T F C 处理第2 茬芥菜生物量高于硫酸镁处理，增幅为4 ．2 3 ％；硼泥处理生 物量较高，S M B 、T F B 、J M B 处理第1 茬玉米生物量高于硼泥处理，增幅为2 ．5 8 ％、 1 1 ．3 0 ％、1 ．9 0 ％， w Z B 、J M B 处理第2 茬芥菜生物量高于硼泥处理，增幅为O ．7 1 ％、 1 0 ．5 9 ％，硼泥在缺镁缺硼土壤施用，肥效较高，经有效促释材料处理后，其肥效可 进一步提高。因此，根据硼泥特点，筛选有效的促释材料进行处理，才可以获得更 高肥效的促释硼泥。 印度磷矿粉经供试的J M 、T F 、s M 、K Q 处理分别制成促释磷矿粉 J M P I 、T F P I 、 S M P I 、K Q P I ，南非磷矿粉经供试的T F 、J M 处理分别制成促释磷矿粉 T F P S 、 J M P S 。玉米盆栽试验结果表明，J M P I 、T F 卜I 、S M P I 、K Q P I 处理玉米生物量均 高于印度磷矿粉，增幅为4 ．1 4 ％一1 4 ．2 8 ％，其中S M P I 处理的增幅达显著性水平； J M P S 、T F P S 处理玉米生物量均高于南非磷矿粉，增幅为9 ．9 5 ％、6 ．4 8 ％。 在化学促释材料应用的基础上，本文进一步应用纳米材料制取活化水进行磷矿 粉和钾长石促释，探索物理促释技术途径，并与水溶性 盐 代换基的促释作用结 合运用，获得了较好的效果。水浸提试验结果表明，自来水经活化处理，对磷矿粉 中磷的浸提能力明显提高；代换基可以促进钾长石中钾的释放，活化水可以在此基 础上进一步促进钾长石中钾的释放，两者显示了明显的叠加效应。 对矿物肥源进行理化促释是与传统肥料加工不同的一种新技术途径，研究表明 它具有节资、节能、增效的潜力，有广阔的产业化应用前景。 关键词矿物肥源工农业废弃物纳米材料理化促释肥效 I l P I ．0 m o t e d ．I ．e l e a s er 】[ I I ．e a t m e n t so fS e v e r a lM i n e r a lR e s o u r c e sa n di t s E f f i c i e n c y Z l l 锄gJ u n t a O C 0 l l c g co fN a t l I r a lR 铝o u f c c s 姐dE n v 加姗c n t ’S 伽t l la I i n aA 鲥伽1 t u r a lU n i v c r s i t y ，G l l 扭g z h 蛐5 1 0 6 4 2 ，C l l i n a A b s t 随c t P r o m o t e d ．r e l e a s ei sal 【i n do fc o n t r o l l e d - r e l e a s et e 曲m o l o g ya n do p p o s i t et o s l o w ．r e l e a s e ．P r o m o t e d ．r e l e a s ei su s e dt 0a c t i v a t es e v e r a lm i n e r a lr e s o u r C e s s u c ha s c a l c i n e dm a 印e s i 啪o x i d e C M g o ， m a 印e s i t e ， b o r o ns l u d g e B S ，佃ol 【i I l d so f p h o s p h a t er o c k P R S ，P R - I ，K - f e l d s p a r ，e ta 1 d u et os l o wr d e a s eo ft h en u t r i e n t ，n o t w a t e 卜s o l u b l ef e n i l i z e r s ．1 I lt h e p a p e r ， s e V e f a ll 【i n d so fp h y s i c a l强dc h e m i C a l p r o m o t e d - r e l e a s e t r e a t m e n t sw e r ea p p l i e dt op r o m o t em i n e r a lr e s o u r C e st o r e l e a s e n u t r i e n t ，m a k e dt h en u t r i e n tr e l e a s er a t eb a l a l l c ew i t hd e m a I l do fC r o p ，t h u s ，i n c r e a s e d f e n i l i z e re m c i e n c y 伊e a t l yw i t ht h ef u n c t i o no fc o s ta 1 1 de n e r g ys a v i n g ． P r o m o t e d ．r e l e a s em a t e r i a l s S M ，W Z ，K Q ，T Fa n dJ M w e r em a k e dI 如md i f f e r e n t k i n d so fi n d u s t r i a la I l da 鲥c I l l t u r a lw a s t e s ，觚du s e dt op r o d u c ep r o m o t e d - r e l e a s ef e n i l i z e r s b y 孕i n d i n ga n dm i x i n gw i t ht h em i n e r a lf e s o u r c e sa to p t i m u mm t i o ．0 0 n t i n u o u sw a t e r e x t r a c t i o n ，s o i lc o l u ml e a c h i n g 孤dp o te x p e r i m e n tw e r ei n V o l V e dt oa n a l y s et h ed y n 锄i c r e l e 硒ec h a r a c t e r i s t i c s ，l e a C h i n gc h a r a c t e r i s t i c sa n df e n i l i z e re f f i c i e n c y0 fp r o m O t e d 。r e l e a s e f e n i l i z e r s ．I nt h ep 叩e r ’w a t e re x t r a c t i o nw a si n V o l V e dt os t u d yt h ee f l ’c c to fa c t i v a t e dw a t e r m a k e db Vn 锄o ．m a t e r i a l so nn u t r i e n tr e l e a s eo fm i n e r a Ir e s o u r c e s ．T h ep h y s i c a lp r o m o t e d r e l e a S et e c h n o l o g yw a se x p l o i t e da n dc o m b i n e dw i t hc h e m i c a lp r o m o t e dr e l e a s et r e a t m e n t t op r o V i d es c i e n t i f i cb 弱i sf o rp r o m o t e d - r e l e a s eo fm i n e r a lr e s o u r c e s ． T 1 l er e s u l to fc o n t i n u o u sw a t e re x t r a d i o ni n d i c a t e dt h a ta c c u m u l a t i v er e l e a s ea m O u n t0 f w a t e r ．s o l u b l em a 印e s i u mo fC M g O ，m a 印e s i t e ，B St r e a t e db yt e s t e dS M ，W Z ，T Fa n dJ M a l li n c r e a s e do b v i o u s l yC o m p a r e dt oC M g O ，m a g n e s i t e ，B S ．T h ea c ℃u m u l a t i V er e l e a s e a m o u n to fw a t e r ．s o l u b l ep h o s p h o r o u so fP R lt r e a t e db yt e s t e dS M ，K Q ，T Fa n dJ Ma n i n c r e a s e do b v i o u s l yc o m p a r e dt oP R I ，w h i c hi n c r e a s e db y1 5 3 ％，11 8 ％，1 0 3 ％a n d1 5 9 ％． T h ea c c u m u l a t i v er e l e a s e 锄O u n t0 fw a t e r - s O l u b l ep h o s p h O r o u s0 fP R St r e a t e db yt e s t e d T Fa n dJ Ma l li n c r e a s e do b v i o u s l yc o m p a r e dt oP R S ，w h i c hi n c r e a s e db y16 7 ％a n d l U 1 2 7 ％． T h er e s u l t sO ft h es O i lc o l u m nl e a c h i n gs h O w e dt h a ta c c u m u l a t i V em a g n e s i u ma m o u n ti n l e a c h a t eo fC M g Ot r e a t e db yt e S t e dS M ，W Z ，T Fa I l dJ Md e c r e a s e d ．T h ea c c u m u l a t i v e m a 印e s i u m 锄o u n ti nl e a c h a t eo fm a g I l e s i t et r e a t e db yS M ，1 1 Fa n dJ Md e c r e a s e d ，w h i l c ， t h ea c c u m u l a t i V em a 舯e s i u ma m o u n ti nl e a c h a t eo fm a g l l e s i t et r e a t e db yW Zi n c r e a s e d a p p r e c i a b l y ．T h ea c c u m u l a t i V em a g n e s i u ma m o u n ti nl e a C h a t eo fB St r e a t e db yS M ，W Z 卸dT Fd e c r e a s e d ．T h ea c c u m u l a t i V em a 鲈e s i u m 锄o u n ti nl e a c h a t e0 fB St r e a t e db yJ M i n c r e a s e d ，h o w e V e r ，w a sl o w e rt h a nm a g n e s i u ms u l f a t e M s o b V i o u s l y ．J 玎l er e s u l t s i n d i c a t e dt h eM gr e l e a s e 锄O u n to fC M g O ，m a 印e s i t e ，B St r e a t e db yS M ，W Z ，T F 锄dJ M i n c r e a s e d ，h o w c v e r ，t h er e l e a s em e 柚sw e r ed i f f e r e n t 仃o mM S ，i ．e ．，t h e yc 锄p r e v e n t n u t r i e n tl e a c h i n g ． C M g O ，m a 印e s i t e ，B Sw e r et r e a t e db yJ Mt op r o d u c ep r o m o t e d r e l e 嬲eC M g O J M c ， p r o m o t e d - r e l e a s em a 印e s i t e J M M ，p r o m o t e d - r e l e a s eB S J M B ．T h er e s u l t so fp o t e X p e r i m e n to fs o y b e a ns h o w e dt h a tM gc o n t e n ti nt h el e a f ，C h l o r o p h y UC o n t e n to fl e a f ’ y i e l do fJ M C ，J M M 锄dJ M Bw e r ch i 曲e rt h a nt h o s eo fC M g O ，m a g l l e s i t ea I l d B S u n t r e a t e db yJ M ，r e s p e c t i V e l y ． C M g O ，B Sw e r et r e a t e db yS M ，W z ，T Fa n dJ M t op r o d u c ep 舢o t e d r e l e a s eC M g O S M C ，W Z C ，T F Ca n dJ M C ，p r o m o t e d - r e l e a s eB S S M B ，W Z B ，T F B 觚dJ M B ．，n l e r e s u l t so f p o te x p e r i I n e n to fc o n t i n u o u s c r 叩p i n go fc o ma n dm u s t a r ds h o w e dt h a tb i o m a s s o fc o m 柚dm u s t a r do fS M C ，W Z C ，T F C 孤dJ M Ca l li n c r e a s e dc o m p a r e dt oC M g O ， f u r t h e 姗o r e ，b i o m a s so fc o mo fS M C 卸dJ M Ci n c r e a s e dc o m p a f e d t 0M S ，w h i c h i n c r e a s e d b y9 ．7 3 ％a n d1 8 ．2 5 ％，b i o m a s so fm u s t a r do fT F C i n c r e a s e dc o m p a r e dt oM S ， w h i c hi n c r e a s e db y4 ．2 3 ％；b i o m a s so fB Sw a sh i g I l e r ，b i o m a s so fc o mo fS M B ，T F Ba I l d J M Bi n c r e a s e dc o m p a r e dt oB S ，w h i c hi n c r e a s e db y2 ．5 8 ％，1 1 ．3 0 ％锄d1 ．9 0 ％，b i o m a s s 0 fm u s t a r do fW Z Ba n dJ M Bi n c r e a s e dc o m p a r e dt oB S ，w h i c hi n c r e a s e db yO ．7 l ％锄d 1 0 ．5 9 ％．n ef e r t i l i z e re 饿c i e n c yo fB Sw a sh i g I lw h e ni tw a su s e di nM g 柚dB d e f i c i e n c y s O i l s ，b u tt h ef e n i l i z e re f f i d e n c yo fB St r c a t e db ye 疏c t i V ep r o m o t e d - r e l e a s em a t e r i a l s i n c r e a s e d ．S o ，p r o m o t e d r e l e a s eb o 瑚s l u d g eo fh i 曲e rf e n i l i z e re 艏c i e n c yc a n b eg a i n e d w h e ne f I - e c t i V ep r o m o t e d r e l e a s em a t e r i a lw a ss e l e c t e db a s e d0 nt h ef e a t u r e s0 fB S ． P R 1w a st r e a t e d b yJ M ，T F S M卸dK Qt op r o d u c ep r o m o t e d r e l e a S e P R l V J M P ．I ，T F P ．I ，S M P ．Ia I l dK Q P I ，P R Sw a st r e a t e db yT F 觚dJ Mt op r o d u C e p r o m o t e d r e l e a s eP R 1 1 叩- S 卸d J M P S ．T 1 l er e s u l t so fp o te x p e r i m e n to fc o ms h o w e d t h a tb i o m a s so fc o mo fJ M P ．I ，T F P ．I ，S M P Ia n dK Q P Ia l li n c r e a s e dc o m p a r e dt oP R I ， w h i c hi n C r e a s e db y4 ．1 4 ％一1 4 ．2 8 ％，b i o m a s so fc o mo fJ M P Sa n dT F P - Sa l li n c r e a s e d c o m p a r e dt oP R - S ，w h i c hi n c r e a s e db y9 ．9 5 ％a n d6 ．4 8 ％． ht h ep 印e r ，n a I l o m a t e r i a l sw e r e 印p l i e dt om a k ea c t i V a t e dw a t e rt op r o m o t eP R 柚d K ．f e l d s p a rt or e l e a s en u t r i e n to nt h eb a s i so fa p p l y i n gc h e m i c a lp r o m o t e dr e l e a s em a t e r i a l s ． I ti sak i n do fp h y s i C a lp r o ] m o t e dr e l e a s et e c h n o l o g y ．1 1 l et e c l l n o l o g yw a sc o m b i n e dw i t h w a t e r - s o l u b l e s a l t s u b s t i t u t i o nt op r o m o t eK f e l d s p a rt o r e l e a s en u t r i e n t ，t h e n ，b e t t e r e 任e c tw a sa c h i e v e d ．’I l l er e s u l t0 fw a t e re x t m c t i o ni n d i c a t e dt h a tt h es o l V e n c yo ft a pw a t e r a C t i v a t e dw i t hn a I l o - m a t e r i a l st 0P Ri n c r e a s eo b V i o u s l yC 0 m p a r e dt ot a p w a t e r ． w a t e r - s o l u b l e s a l t s u b s t i t u t i o nc 锄p r o m o t eK f e l d s p a r t or e l e a s ek a l i u m ，a l l d t h et a p w a t e ra c t i v a t e dw i t hn a n o - m a t e r i a l sc a np r o m o t eK - f e l d s p a rt or e l e a s em o r ek a l i u m ．T h e y s h o w e dO b V i O u ss y n e r g ye f I ’c c t ． P h y s i c a la I l dc h e m i c a lp r o m o t er e l e a s et r e a t m e n ti s an e wl 【i n do ft e c l l I l o l o g ya n d d i 仃e r e n t 仃o mt r a d i t i o n a lf c n i l i z e rp r o c e s s i n g ．1 1 l l er e s e a r c hs h o w e di th a dp o t e n t i a lc o s t 孤de n e 略ys a V i n g ，e f f i c i e n c yi n c r e a s i n ga n dg o o di n d u s t r i a l i z a t i o np m s p e c t s ． K e yw o r d s M i n e r a lr e s o u r c e sI I l d u s t r i a la n da 伊i c u l t u r a lw a s t e s N a n o m a t e r i a l s P h y s i c a la n d c h e m i c a lp r o m o t e d - r e l e a s et r e a t m e n tF e r t i l i z e re f f i c i e n c y V 华南农业大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研 究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文 不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研 究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完 全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名新彦历 日期砂口罗年钐月肛日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规 定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华 南农业大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的 复印件和电子版，允许学位论文被查阅 除在保密期内的保密论 文外 ；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用 影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档 的内容和纸质论文的内容相一致。 本学位论文属于 口保密，在年解密后适用本授权书。 呖保密。 学位论文全文电子版提交后 口同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议的 单位浏览。 请在以上相应方框内打“√“ 本人签名；盗丝豸 日期翟 星五 兰 导师签名乒每童蔓2 日期_ 2 望睦L j 厶止 1 前言 矿物肥源是指用来生产肥料的矿物 例如菱镁矿、磷矿、钾矿等 。菱镁矿用于 生产硫酸镁，而磷矿用于生产过磷酸钙、钙镁磷肥和磷铵，加工均要高温和硫酸。本 文研究常温常压条件下不耗酸的理化促释技术，对镁、磷矿和钾长石进行处理，与常 规镁、磷、钾肥进行比较，为开拓节资、节能的新技术途径提供科学依据。 1 ．1 国内外研究现状 1 ．1 ．1 国内外镁肥肥效及镁矿活化促释技术研究现状 研究表明 韦翔华等，2 0 0 4 ；郭义龙，2 0 0 5 ；王芳等，2 0 0 3 ；阮建云等，2 0 0 2 ； 张雷，2 0 0 5 ，在缺镁土壤上施用镁肥对提高烤烟、甘蔗、香蕉、茄类蔬菜、花生、 茶叶、柑橘、龙眼及大豆、早稻、晚稻、紫云英、玉米、小米等作物的产量和品质均 有较明显的效果。镁肥的肥效除与土壤交换性镁含量有关外，还受土壤中其他阳离子 的影响。交换性C a ／M g 比值大于2 0 时，易发生缺镁现象，交换性K ／M g 比值，一般要 求在0 ．4 一O ．5 之间 胡霭堂等，2 0 0 3 。有关学者 姚丽贤等，2 0 0 6 对广东省柑桔 园土壤养分肥力进行了研究，结果表明，目前柑桔园土壤主要障碍因素是低镁缺硼及 钾、钙、镁养分不平衡。钾镁肥配施技术已成为近年来研究热点，研究表明 李国良 等，2 0 0 7 周晓芬，2 0 0 6 林新坚，2 0 0 5 ，钾镁肥配施对提高沙田柚、香蕉、西红柿、 黄瓜、青椒、小白菜、茶叶、西瓜等作物的产量和品质均有较明显的效果。以上研究 成果集中在镁肥肥效研究上，并且多基于常规镁肥如M g S 0 4 、M 9 0 等。 镁肥按其溶解度可分为水溶性镁肥和微溶性镁肥。水溶性镁肥不仅耗酸耗能，成 本高，而且易淋失 刘安勋等，2 0 0 7 ；微溶性镁肥由于其溶解性差，养分供应不足， 肥效不佳。因此，常温常压下对微溶性镁肥进行促释处理，促进其养分释放，具有广 阔前景，但这方面的研究鲜有报道。 华南农业大学新肥料资源研究中心利用有机活化剂对轻烧氧化镁进行促释处理， 制得活化氧化镁，研究表明 赵冰等，2 0 0 6 ，施活化M g O 的处理番茄生长后期叶片的 叶绿素含量、株高及挂果数量明显优于施M 9 0 的处理，果实产量和生物量显著增产， 甚至优于M g S 吼处理。 促释并非局限于特定形态的矿物，不同形态的M g C 0 3 、M 9 0 均可通过向无定形转 化而达到促释的效果，有利于提高其水溶性，改善其养分释放与作物吸收之f H j 的供求 平衡。硼泥是利用硼镁 铁 矿生产硼砂后排出的工业废渣，色浅红，颗粒细，约 8 0 ％的颗粒可以通过2 0 0 目筛，比重为3 ．0 3 ，主要矿物组成为含铁的镁橄榄石 M g 。S i0 4 ， 下同 、碳酸镁 M g C 0 。，下同 及一些非晶质颗粒。硼砂的生产工艺不同，产生硼泥 的化学成分也有所不同，综合国内部分厂家的硼泥情况，硼泥的化学组成可概括为 M 9 02 3 ．0 ％一4 3 ．4 ％，S i O 2 2 ．6 ％一3 2 ．7 ％，F e2 ．4 ％一1 4 ．6 ％，B 。O 。O ．7 ％一5 ．6 ％，A 1 2 0 。0 ．1 ％一5 ．0 ％， C a O2 ．1 ％一5 ．9 ％ 孙彤，2 0 0 4 。国内外许多学者从各个角度探讨了硼泥的综合利用问 题，主要集中在建材、冶金、废水处理、有用物质提取等几个方面 R e c e p ，2 0 0 2 ； 傅菊英等，1 9 9 4 ；吴敦虎等，2 0 0 1 ，而用硼泥作肥料的研究鲜有报道。本文基于硼 泥矿物组成和促释机理，借鉴促释处理对M g O 的作用效果，在研究促释处理对M 9 0 、 M g C O 。的促释效果基础上，探讨促释处理对硼泥的促释效果。但～种促释材料不可能 适用于所有的矿物，因此，针对不同的矿物筛选优化有效促释材料成为研究重点。 1 ．1 ．2 国内外磷矿活化促释技术研究现状 为缓解资源危机和环境压力，突破磷肥行业经济技术瓶颈，近1 0 多年来，在新型 高效磷肥技术开发上取得了重要进展，其中磷矿活化促释技术的研究近年来渐受关 注。 利用活化剂活化磷矿粉制备改性 促释 磷肥则是高效利用中低品位磷矿重要进 展，诸多研究表明 廖宗文，1 9 9 7 ；李亚娟等，2 0 0 5 陈智文等，2 0 0 5 ；舢【e n e ta l ，1 9 9 3 ； 1 9 9 5 ；1 9 9 6 ，沸石、膨润土、蛭石、海泡石、硅藻土等物质或其改性产品 如铵化、 酸化处理后 可作为磷素活化促释剂，活化磷矿粉在南北不同土壤上均表现出较好的 肥效。近年来的研究表明 李淑仪，2 0 0 1 ；魏建民等，1 9 9 6 乐学义，2 0 0 0 ，利用 含有多种活性基团 如酚羟基、醇羟基、羰基、羧基、甲氧基等 的有机活化剂 如 木质素及其璜化、酸化产物，腐质酸类物质等 活化磷矿粉效果显著。另有研究表明 刘可星等，1 9 9 8 ；郭荣发等，2 0 0 4 ；郑超等，2 0 0 4 ；杜建军等，2 0 0 4 ，在固磷能 力很强的赤红壤和砖红壤上对油麦菜、花生、甘蔗等作物施用改性木质素活化磷肥， 肥效均优于普通磷肥。 1 ．1 ．3 国内外钾矿活化促释技术研究现状 目前，矿物钾活化途径的研究成果包括微生物活化、有机酸活化等 王改兰等， 2 0 0 4 。研究表明 盛下放等，2 0 0 l ；2 0 0 2 ；z a l l r a ，1 9 8 4 ；M a l i n o v s k a y ae ta l ，1 9 9 0 ， 利用硅酸盐细菌的解钾作用可以有效活化施入土壤中的矿物钾，能将钾长石等含钾矿 物中难溶态无效钾转化为可溶态有效钾。基于植物分泌有机酸对矿物钾的活化作用， 2 有关学者研究 崔建宇等，2 0 0 2 ；王文华等，2 0 0 5 利用化学途径模拟植物分泌有机 酸调控植物根际环境来寻求活化土壤矿物钾的途径。选择适当的表面活性剂对钾长石 进行处理是钾长石活化的又一新技术，研究表明 韩效钊等，2 0 0 5 ，适当的表面活 性剂作用于钾长石表面，能够调节钾长石界面性质，有利于提钾过程的进行，达到提钾 的目的。在十一五科技支撑计划中，钾促释被列为一重要内容。 1 ．1 ．4 国内外物理促释研究现状 纳米材料农用现多用在水产养殖、纳米材料活化水浸种 丁永良，2 0 0 3 ；陆长梅 等，2 0 0 2 ；黎永洪，2 0 0 6 。近年来的研究表明，用纳米材料处理水能够促进难溶性 磷的溶解，促进玉米对P 的吸收 曹玉江，2 0 0 6 ；刘安勋，2 0 0 6 。本研究初步探讨利 用纳米材料活化水对磷矿粉和钾长石进行物理促释的效果，并与水溶性代换基结合运 用研究其对钾长石促释的叠加效应。为开拓矿物肥源高效利用的新途径提供科学依 据。 1 ．2 研究目的、意义 镁是植物生长所必需的营养元素，是植物细胞器叶绿素的重要组成成分，在叶绿 素合成、光合作用、蛋白质合成以及酶活化等方面对植物的生长起着重要作用 李茂 富等，2 0 0 4 。近年来，随着N 、P 、K 化肥的施用，作物产量不断提高，植物从土壤中携 走的镁数量不断增加，植物缺镁现象在各地陆续出现 李春英等，2 0 0 0 ，而我国红壤、 赤红壤和砖红壤地区，土壤缺镁状况更是严重 黄鸿翔等，2 0 0 0 。我国需补施镁肥 的土壤总面积为0 ．6 7 亿h m 2 ，若按每6 6 7 m 2 施用硫酸镁8 ．4k g 计算，每年需要补充 8 4 4 ．2 万t 硫酸镁 自由路等，2 0 0 4 ；阮建云等，